简单电路总复习
基本物理量:
1、 电流(I)
(1) 电荷的数量称为电荷量,简称电量。电量的单位是库仑,简称库,记为C。 (2) 电荷的定向移动形成电流。物理学中规定:正电荷定向移动的方向为电流的方向。 (3) 电流的概念:1秒内通过导体横截面的电荷量叫做电流强度,简称电流。 (4) 电流的计算公式是I=Q/t。由于电量无法直接测量,而电流和时间却可以测量得到,
利用上述公式的变形可以计算电量:Q=It。
(5) 电流的单位是安培,简称安,记为A。1A=1C/s。电流的常用单位还有毫安(mA)和
微安(μA)。1安的含义是:每秒内通过导体任一横截面的电量为1库。
(6) 测量电路中电流的仪表叫做电流表。电流表的电路符号为
A (7) 正确使用电流表的方法是:
①电流表必须串联在被测电路中;
②电流表的“+”接线柱必须连在电路中靠近电源正极的一端; ③被测电路中的电流不能超过表的量程;
④电流表绝对不允许不经过用电器而将接线柱直接连到电源的两极上。
电流表的内电阻很小,通常可以忽略不计。在分析电路时,通常可以将电流表简化看作一根导线。因此,若将电流表的两个接线柱直接接在电源两极上,不仅会造成电源短路而损坏电源,还会因为电流极大而烧毁电流表。
2、 电压(U)
(1) 电压是迫使自由电荷定向移动形成电流的原因。
电流形成与水流形成的对比,水压是使水分子 发生定向移动形成水流的原因。(类比法) 与此相似,在右图所示的电路里,
电源的作用是使它的正极有多余的正电荷,
它的负极有多余的负电荷,从而在连接电源两极的电路中产生电压,形成电流。因此,电压是使自由电荷发生定向移动形成电流的原因。
(2) 电压的单位是伏特,简称伏,记为V。一节干电池的电压为1.5伏;一节蓄电池的
电压为2伏;家用照明电路的电压为220伏。
(3) 电压是由电源提供的。电源是将其他形式的能(化学能、光能等)转化为电能的装
置。
(4) 测量电路中电压的仪表叫做电压表。 (5) 电压表的电路符号为 (6) 正确使用电压表的方法是:
①电压表必须并联在被测电路两端;
②电压表的“+”接线柱必须连在电路中靠近电源正极的一端; ③被测电路中的电压不能超过表的量程。
电压表的内电阻很大,通常认为通过它的电流可以忽略不计。在分析电路时,通常可以将电压表简化看作一个断开的电键或干脆拿掉。因此,若将电压表的两个接线柱直接接在电源两极上,不会对电路产生任何影响,这时电压表的示数就是电源电压。 (7) 电压表与电流表的异同处:
电表 不同处 电压表 1)表盘上字母V,测电压,单位伏。 2)量程0~3V最小分度值0.1V,0~15V最小分度值0.5V 3)使用:并联在被测电路两端。 4)内阻很大 电流表 1)表盘上字母A,测电流,单位安。 2)量程0~0.6A最小分度值0.02A,0~3A最小分度值0.1A 3)使用:串联在被测电路中。 4)内阻很小 v 5)可以并联在电源两端,测电源电压 5)不能直接与电源两极相连 相同处 1) 都是电路中的测量仪器 2) 都有三个接线柱,两个量程,大小量程及最小 分度值都是5倍关系 3) 连接时都要使电流从“+”流入“—”流出 4) 使用前都要调零,都要选择合适的量程。 5) 读数要求相同,先看接线柱选择的量程再读数。
3、 电阻(R)
(1) 电阻的概念:导体对电流的阻碍作用称为电阻。导体的电阻
越大,表示导体对电流的阻碍作用越大。
(2) 物理学中用导体两端的电压与导体中的电流的比值表示电阻
的大小,即R=U/I(形成过程参见欧姆定律)。若将电压作为横坐标,电流作为纵坐标,导体的电阻可以用一条过原点的倾斜直线来表示。直线的比例系数大,表示导体的电阻小,
如图所示:甲导体电阻小于乙导体电阻。 在国际单位制中,电阻的单位为欧姆,符号Ω。 1欧=1伏/安。
(3)决定导体电阻大小的因素:实验表明,导体的电阻与导体两端所加的电压以及导体中通过的电流无关,它是导体本身的一种特性。它的大小决定于导体的长度、横截面积、
材料和温度。导体的长度越长,横截面积越小,它的电阻就越大;导体的长度越短,横截面积越大,它的电阻就越小。通常情况下,导体的温度越高,电阻就越大。长度和横截面积都相同的不同材料的导体,其阻值一般不同。
(4)在研究导体的电阻跟导体的哪些因素有关时,通常采用控制变量法。
滑动变阻器的原理和使用方法:滑动变阻器是通过改变接入电路中的电阻线的长度,来逐渐改变电阻的大小。利用滑动变阻器可以改变电路中的电流或电压。实验室里常用的滑动变阻器有三个接线柱,上端是金属滑片端,两个下端是固定端,当滑片移动时,它与任一固定端之间的导体长度都会发生变化。滑动变阻器的铭牌上标有“50Ω 1A”字样,其中“50Ω”表示该滑动变阻器的最大电阻值是50欧,“1A”表示允许通过的最大电流是1安。 (5)测电阻的方法:伏安法测电阻
欧姆定律:
0 U/V
I/A 甲导体 (1)学生实验:探究通过金属导体的电流与它两端电压之间的关系
1)“电压是迫使自由电荷定向移动形成电流的原因”,电流与电压之间一定存在关系。 2)猜想:电压越大,电流越大;或者进一步提出猜想:电流与电压成正比。 3)实验:
所用器材有:干电池、电键、导体、电流表、电压表、导线。 电路图如图所示。
实验过程:通过改变干电池的节数来改变导体两端的电压,测量每一次的电流和电压值,记录在表格中;换用另一导体重复上面的实验。
实验结果:根据这些实验数据,画出该导体的U-I
图像,观察图像可知:通过导体的电流跟它两端的电压成正比,同一导体两端的电压与通过导体的电流的比值是一个定值;对于不同的导体,这个比值通常是不同的,这个比值反映了导体对电流的阻碍作用,所以可将这个比值定义为导体的电阻。 (2)欧姆定律
1)定义:在一定温度下,通过导体的电流与它两端的电压成正比。 2)数学表达式:I=U/R或U=IR 3)欧姆定律是一个实验定律。
4)使用时注意:式中I、U和R必须是同一段导体的物理量。 串联电路
1、定义:用导线把电路元件逐个顺次连接组成的电路叫做串联电路。 2、电流关系:串联电路电流处处相等,
即I=I1=I2。
4、 电压关系:串联电路的总电压等于各串联导体两端的电压之和,
即U=U1+U2。
4、电阻关系:串联电路的总电阻等于各串联导体的电阻之和,
即R=R1+R2。
A V
(总电阻大于任何一个分电阻。)
5、分压作用:串联电路中各电阻两端的电压跟它们电阻的大小成正比,
即U1 /U2 =R1 /R2。
并联电路
1、定义:把电路元件并列接在电路中的两点之间,由此组成的电路 叫做并联电路。
2、电流关系:并联电路的干路电流等于各支路中的电流之和,
即I=I1+I2。
3、电压关系:并联电路中各支路两端的电压都相等,
即U=U1=U2。
4、电阻关系:并联电路的总电阻的倒数,等于各并联电阻的倒数之和,
即1/R =1/R1 +1/R2。
(总电阻小于任何一个分电阻。)
5、分流作用:各支路分得的电流与电阻成反比,
即I1 /I2 = R2 / R1。
(研究串并联电路总电阻与分电阻的关系用等效替代法)
学生实验:用电流表和电压表测量电阻(伏安法测电阻)
本实验除了要求学会使用电压表、电流表测电阻之外,还要求进一步掌握电流表、电压表、滑动变阻器的使用及滑动变阻器作用的原理。
实验原理:用电流表、电压表分别测出导体中的电流及导体两端的电压,再利用公式 R=U/I
计算。
需要测量的物理量: 电压和电流 电路图:
器材: 如图所示(七个)